Технологии вихреразрешающего моделирования для городской среды

LES-модель ИВМ РАН – НИВЦ МГУ реализована в рамках объектно-ориентированного подхода на языке программирования C/C++ с применением параллельных технологий OpenMP и МPI. Одновременно разрабатывается и поддерживается идентичная по алгоритмам и по возможностям конфигурации численных экспериментов версия модели на языке CUDA для вычислений с применением графических ускорителей (GPU). Модель позволяет проводить гибридные расчеты на центральных процессорах и GPU. Тестирование новой LES-модели на суперкомпьютере СКЦ МГУ ''Ломоносов-2'' показало ее высокую вычислительную эффективность при расчетах на современных параллельных вычислительных системах. Помимо прочего, в новой версии LES-модели ИВМ РАН – НИВЦ МГУ содержится ряд дополнительных параметризаций физических процессов в АПС, как то: блоки расчета радиационного переноса лучистой энергии в коротко- и длинно-волновом диапазоне, микрофизики облаков, а также, интерактивная модель почвенного слоя.

Разработчики

Модель развивается силами коллектива лаборатории ММГПС НИВЦ МГУ, а также коллегами из ИВМ РАН
Евгений Мортиков

Евгений Мортиков

ЛММГПС НИВЦ МГУ

Заведующий лабораторией / Основной разработчик

Андрей Дебольский

Андрей Дебольский

ЛММГПС НИВЦ МГУ

Научный сотрудник / разработчик

Елизавета Гащук

Елизавета Гащук

Механико-математический факультет МГУ

разработчик / аспирант

Дарья Гладских

Дарья Гладских

ЛММГПС НИВЦ МГУ

Научный сотрудник / разработчик

Виктория Суязова

Виктория Суязова

ЛММГПС НИВЦ МГУ

Программист / разработчик

Андрей Глазунов

Андрей Глазунов

ИВМ РАН

Ведущий научный сотрудник / разработчик

Александр Варенцов

Александр Варенцов

Географический факультет МГУ

аспирант / разработчик

  • Glazunov, A. V., Debolskiy, A. V., & Mortikov, E. V. (2021). Turbulent length scale for multilayer RANS model of urban canopy and its evaluation based on large-eddy simulations. Supercomputing Frontiers and Innovations, 8(4), 100–116.
  • Glazunov, A. V., Mortikov, E. V., & Debolskiy, A. V. (2023). Studies of stable stratification effect on dynamic and thermal roughness lengths of urban-type canopy using large-eddy simulation. Journal of the Atmospheric Sciences, 80(1), 31–48.
  • Glazunov, A. V., Mortikov, E. V., & Debolskiy, A. V. (2025). Studies of vegetation effect on turbulence dynamics in an urban canopy layer using large eddy simulation. Urban Climate, 64, 102628.
  • Mortikov, E. V. (2016). Numerical simulation of the motion of an ice keel in a stratified flow. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 52, 108–115.
  • Mortikov, E. V., & Debolskiy, A. V. (2022). Direct numerical simulation of stratified turbulent flows and passive tracer transport on HPC systems: Comparison of CPU architectures. Supercomputing Frontiers and Innovations, 8(4), 50–68.
  • Mortikov, E. V., Gashchuk, E. M., & Debolskiy, A. V. (2025). GPU-based large-eddy simulation of mixed-phase clouds. Supercomputing Frontiers and Innovations, 12(4).
  • Suiazova, V. I., Debolskiy, A. V., & Mortikov, E. V. (2025). Modeling turbulent flows over a heterogeneous surface using mesoscale and large-eddy simulations. Russian Meteorology and Hydrology, 50(5), 5–xx.
  • Tarasova, M. A., Debolskiy, A. V., Mortikov, E. V., et al. (2024). On the parameterization of the mean wind profile for urban canopy models. Lobachevskii Journal of Mathematics, 45(7), 3198–3210.
  • Varentsov, A. I., Mortikov, E. V., Glazunov, A. V., Debolskiy, A. V., Kuzmicheva, M. A., & Stepanenko, V. M. (2025). Large-eddy simulation of aerosol transport over different urban local climate zones. Geography, Environment, Sustainability, 18(3), 68–79.
  • Debolskiy, A. V., Mortikov, E. V., Zilitinkevich, S. S., et al. (2023). Evaluation of surface layer stability functions and their extension to first-order turbulent closures for weakly and strongly stratified stable boundary layer. Boundary-Layer Meteorology, 187(1), 73–93.
  • Kadantsev, E., Mortikov, E., & Zilitinkevich, S. (2021). The resistance law for stably stratified atmospheric planetary boundary layers. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 147(737), 2233–2243.
  • Tkachenko, E. V., Mortikov, E. V., Debolskiy, A. V., et al. (2022). Large-eddy simulation and parameterization of decaying turbulence in the evening transition of the atmospheric boundary layer. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 58(3), 219–236.
  • Mortikov, E. V., Glazunov, A. V., & Lykosov, V. N. (2019). Numerical study of plane Couette flow: turbulence statistics and the structure of pressure–strain correlations. Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling, 34(2), 119–132.

Контакты

Основной разработчик Мортиков Евгений Валерьевич

Лаборатория математического моделирования геофизических пограничных слоёв Научно-исследовательского Вычислительного Центра МГУ им. М.В. Ломоносова

emortikov(at)gmail.com